C++；编译器能如此快速地计算递归constexpr函数吗？ 我学习了C++ CONTXPRP函数，实现了 CONTXPRP递归函数，找到第n个斐波那契数。 #包括 #包括 #包括 #包括 #包括 constexpr long long fibonacci（int num）{ if（num

constepr

函数没有副作用，因此可以毫无顾虑地进行记忆。考虑到运行时的差异，最简单的解释是编译器在编译时记忆constepr函数。这意味着

fibonacci（n）

只对每个

n

计算一次，所有其他递归调用都从查找表返回。

要为其他人指出的内容添加一些细节：

constexpr

函数不必在运行时计算，可能影响它的参数之一是

-fconstexpr ops limit

在GCC 10.2.0中，

-fconstexpr ops limit=100000000

（1B）和

fibonacci（40）

会产生一个预编译的值，但如果您将限制降低到10000000（10M）然后在运行时计算函数。如果要确保始终在编译时计算该值，除了

fibonacci

函数外，还需要将

long-long-num

标记为

constepr

---

注意：另一个例子是编译时计算的非constexpr函数（优化输出），并用

\uuuu属性（const））标记它

可能有助于编译器做出这样的决定。但是，我的编译器没有对其进行优化。

在g++8.3.0中，如果在这种情况下使用

constepr

，它会计算您正在使用的值并将结果作为常量输出。即使没有优化，这也是如此：

//#include <iostream>

constexpr long long fibonacci(int num){
    if(num <= 2){return 1;}
    return fibonacci(num - 1) + fibonacci(num - 2);
}

int main(int argc, char** argv)
{

    //double start = clock();
    long long num = fibonacci(70);
    //std::cout << num << std::endl;
    //cout << (clock()-start)/(CLOCKS_PER_SEC/1000) << endl;

    return 0;
}

我想知道为什么代码和编译器在执行时间上有如此巨大的差异

它似乎没有递归就计算出来了，但是递归太慢了

---

让我惊讶的是，它可以在编译时将递归函数转换为迭代函数，即使没有优化。至少看起来是这样。

哪种编译器？当使用

-std=c++17

（带或不带

-O3

）编译时，godbolt在使用GCC 10.2和clang 11.0的代码上超时。两位编译器都认为

constepr

递归太深，编译后在运行时进行计算，然后在运行时超时。蛮力斐波那契的速度非常慢。编译器找到了一种更好的方法。猜测一下——识别递归的等效迭代形式，并结合记忆。但最终，它将取决于qua编译器实现的复杂性。@bloody:Sigh…“error”意味着有一个正确的答案。这并不排除其他编译器、标志等可能工作的可能性，但操作需要明确。如果我使

long long num=fibonacci（70）；

been

constexpr long num=fibonacci（70）

为了强制进行编译时计算，他们都死了，抱怨递归过度。这就是为什么我问OP是如何编译他们的代码的；我不认为他们错了，但需要重现他们的结果。（离题吹毛求疵：如果您关心性能，就不会使用

std:：endl

强制在行之间对cout进行无意义的刷新，即使输出是管道也是如此。）@ahskdjfk正确。这是一个优化，constexpr允许，仅仅是因为它的性质。我不相信编译器需要做这个优化，但是，你的里程可能会有所不同。这可能是一个游戏。编译器可以对你的代码做任何它想做的事情，如果它认为它会更快，并且不会改变可观察的行为我们的.没有理由编译器在计算

constxepr

函数的结果时不能在内部执行此操作。有趣的问题是，如果编译器可以在编译时看到

constexpr

函数的这种优化，为什么不将其应用于运行时版本？@orlp：正如我在上面的评论中提到的，不同版本的gcc绝对不会应用这种优化（OP的7.5会，最新的10.2版本不会，至少在默认情况下不会），所以是的，绝对是一种里程变化的情况。@user4581301-许多可能的解释解释解释了为什么编译器会在编译时“看到”对

constepr

函数的优化，而不是对“运行时版本”。

constexpr

允许编译器进行假设，但必须进行分析，以得出“运行时”版本的结论。该分析可能无法完成（可能会很昂贵），因此优化没有完成。相反，编译器可能会在尝试计算

constepr

函数时疾驰而过，直到它耗尽内存。编译器实现的质量取决于许多因素。我不喜欢我的编译器在运行时引入一个不可见的、不可控的哈希表来记忆我的函数。Memo编译时的ry是“便宜的”"注意：如果您使用

constepr long long num

，这将保证它不会在运行时被计算。它不保证它会在编译时被计算；它只是确保当编译器可能返回到运行时计算时，编译会失败取而代之的是s。

        .file   "constexpr.cc"
        .text
        .globl  main
        .type   main, @function
main:
.LFB1:
        .cfi_startproc
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        .cfi_offset 6, -16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_def_cfa_register 6
        movl    %edi, -20(%rbp)
        movq    %rsi, -32(%rbp)
        movabsq $190392490709135, %rax
        movq    %rax, -8(%rbp)
        movl    $0, %eax
        popq    %rbp
        .cfi_def_cfa 7, 8
        ret
        .cfi_endproc
.LFE1:
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (Debian 8.3.0-6) 8.3.0"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits